Раздел 2 Описание системы Портал
Система “ПОРТАЛ” является информационно-вычислительной системой (ИВС) реального времени выполненной по технологии клиент-сервер и предназначена для обеспечения человеко-машинного интерфейса при управлении технологическими объектами. Структурная схема системы “ПОРТАЛ” изображена на рисунке.
Серверная часть системы включает в себя следующие модули:
Драйвер - получает данные о параметрах технологического процесса от контроллеров низовой автоматики и помещает их в базу данных реального времени, получает команды оператора из базы и посылает их в контроллеры.
База данных реального времени – хранит конфигурацию параметров технологического процесса, их текущие значения, а также краткосрочный архив. Располагается в оперативной памяти и состоит из десятков таблиц.
Persist – обеспечивает сохранность базы данных реального времени на диске, её загрузку при перезапуске системы.
Архиватор – сохраняет в архив все изменения и обеспечивает доступ к архиву по запросу.
Архив – файлы с историей изменения технологических параметров и их конфигураций. Для оптимизации доступа и хранения аналоговый и бинарный архив имеют различную структуру и хранятся в отдельных файлах.
Калькулятор – выполняет вычисление расчётных параметров на основе данных процесса.
Репликатор – обеспечивает синхронизацию серверной базы данных реального времени с копиями на клиентских компьютерах. Синхронизация таблиц выполняется циклически с заданным периодом. В некоторых таблицах передаются дополнительно изменившиеся записи.
Клиентская часть системы включает в себя следующие модули :
Репликатор.
База данных реального времени (копия).
Универсальный источник данных – интерфейс к базе данных, позволяющий получать данные по различным протоколам. (C++, OPC, COM, OLE DB, SQL, XML, HTML).
Конфигуратор ИВС – предназначен для генерации и редактирования базы данных на основе данных о конфигурации контроллеров, типах и параметрах переменных процесса. Обеспечивает связность и непротиворечивость базы данных.
Видеокадры (технологические форматы)– комплект изображений технологических схем. Каждый видеокадр состоит из статических и динамических элементов. Статические элементы создают неизменяющуюся основу изображения, а динамические меняются при изменении записей в базе данных.
Графический редактор – предназначен для создания и изменения видеокадров.
Визуализация – предназначена для отображения видеокадров и управления технологическим оборудованием.
Портал-Explorer – предназначен для показа графиков, протоколов, архивов, гистограмм, сигнализаций.
Режим работы ИВС можно разделить на автоматический и автоматизированный.
В автоматическом режиме выполняются следующие действия:
сбор, обработка, обновление информации;
выполнение необходимых расчетов;
диагностирование достоверности представляемой информации;
представление данных на форматах мониторов;
сигнализация о нарушениях в работе энергоблока или его отдельных систем;
ведение архивов и протоколов;
распечатка протоколов, заданных по времени;
диагностирование работы комплекса технических средств (КТС) ИВС и выдача информации о возникших неисправностях;
передача данных в ЛВС (локальная вычислительная сеть) станции;
формирование общего времени в системе.
В автоматизированном режиме выполняются:
ручной ввод информации через алфавитно-цифровую клавиатуру;
выбор оператором требуемого формата или вида представления информации;
выбор способа представления данных на экранах мониторов;
работа с сигнализацией, архивами и протоколами;
тестирование отдельных устройств ИВС;
тестирование работоспособности системы в целом;
проверка целостности программного обеспечения;
разработка новых задач;
модификация БД (базы данных), форматов, справочной информации и т.д.;
реконфигурация системы и другие вспомогательные функции.
Также можно определить режимы работы ИВС:
пуск-останов (переходные процессы);
стационарный режим работы;
для серверов, шлюзов – работа в дублирующем режиме (мастер-slave).
Серверы подсистем ИВС выполняют следующий однотипный набор задач:
прием и обработка аналоговых и дискретных сигналов от шлюзовых процессов и их занесение в локальную базу данных сервера;
ведение локальной базы данных;
ведение архивов по своим технологическим подсистемам и задачам;
подготовка и передача рабочим станциям требуемой информации;
прием и обработка диагностической информации, получаемой от элементов ИВС и от шлюзовых процессов, связанной с работой внешних к ИВС систем, к которым данные шлюзы подключены;
решение задач диагностики технологических процессов в объеме обслуживаемого сервером набора технологических подсистем;
хранение инструкций, технологической и др. документации в машинно-ориентированном виде;
решение общесистемных задач ИВС, возложенных на данный сервер (например, расчет ТЭП (технико-экономический показатель) в сервере РО).
Алгоритм работы каждого из дублированных серверов зависит от их статуса (основной или резервный).
Сервер, являющийся в данный момент основным, принимает, обрабатывает и накапливает информацию от технологического объекта управления, а так же копирует ее на резервный сервер, создавая таким образом на резервном сервере точную копию состояния ТОУ. Кроме того, основной сервер передает необходимую информацию на РС (рабочая станция).
Сервер, являющийся в данный момент резервным, находится в горячем резерве и контролирует состояние основного сервера. При невыполнении условий, говорящих о полной работоспособности основного сервера, резервный сервер переходит в основной режим.
Процесс функционирования сервера включает два основных режима:
инициализация;
базовый режим.
Режим инициализации запускается автоматически после включения питания сервера и авторизации пользователя. Осуществляется следующая последовательность шагов:
Загрузка с диска в оперативную память системного программного обеспечения.
Загрузка с диска в оперативную память рабочего программного обеспечения.
Загрузка с диска в оперативную память таблиц рабочей базы данных.
Загрузка с диска в оперативную память прикладного программного обеспечения.
После завершения режима инициализации сервер автоматически переходит в базовый режим. В этом режиме сервер выполняет определенную последовательность действий по приему, обработке входной информации, подготовке и отправке выходной информации. Сервер принимает запросы рабочих станций на установление с ними связи. При получении такого запроса сервер открывает каналы чтения и записи с рабочей станцией. Сервер контролирует наличие связи с рабочей станцией и, в случае разрыва связи, закрывает каналы.
Сервер контролирует наличие связи со шлюзами и время ответа на запрос информации. При разрыве связи или превышении времени ответа сервер принимает решение о переходе на резерв в соответствие с алгоритмом реконфигурации.
Данные от каждого шлюза поступают в сервер циклически, событийно или по запросу сервера. Различается запрос всей информации и запрос обновившейся информации. Запрос всей информации используется в первом после инициализации случае. Запрос обновившейся информации используется для получения данных, изменившихся за интервал времени между запросами.
Комплекс функций (задач) ИВС
Сбор данных от всех предусмотренных проектом источников информации.
Обработка полученных данных, включая проверку достоверности информации, вычисления стандартных функций, расчётов по заданным алгоритмам.
Сигнализация о нарушениях в работе оборудования, выходе параметров за установленные проектные границы (регламентные, предупредительные, аварийные).
Регистрация данных технологического процесса (ведение архивов и протоколов), учёт выработки ресурса механизмов, регистрация действий оператора (выдача управляющих воздействий).
Контроль и управление доступом к информации.
Отображение видеокадров, графиков, протоколов, архивов на экране и бумаге.
Функция сигнализации
События, связанные с любыми отклонениями в работе энергоблока или его оборудования, в оперативном режиме должны выводиться оператору на специальные экраны сигнализаций и фиксироваться в протоколе сигнализации.
К таким событиям следует отнести:
срабатывание защит и блокировок;
выход параметров за регламентные и/или аварийные границы;
изменение состояния оборудования;
отказы в системах управления.
Эффективное представление и обработка сигнализаций способствуют выявлению отклонений на их ранней стадии и препятствуют развитию их в нарушение.
Сигнализации разделены по степени их важности (тяжести последствий).
Предусмотрена цветовая кодировка сигнализаций. Сигнализация, причина которой устранена, меняет цвет в соответствии с кодировкой, принятой в ИВС для нормального состояния.
Функция регистрации данных (архивы, протоколы)
ИВС обеспечивает регистрацию, архивирование, протоколирование и хранение всех получаемых данных.
ИВС поддерживает функционирование следующих архивов и протоколов:
протокол событий, предназначенный для представления оператору текущих событий, имеющих место на энергоблоке (включая все действия персонала, срабатывания ТЗиБ (технологические защиты и блокировки), изменение состояния арматуры и механизмов, диагностические сообщения о состоянии арматуры и механизмов, выход параметров за установленные границы) и в самой ИВС;
долгосрочный архив, формируемый на диске с последующей записью на внешний носитель и хранение информации в течение всего срока эксплуатации АЭС.
Протокол текущих событий формируется для дискретных параметров, имеющих признак необходимости занесения в протокол.
Долгосрочный архив формируется для любых параметров (аналоговых и дискретных), имеющих признак необходимости занесения в архив. Каждое значение параметров сопровождается признаком достоверности. Архивные данные связаны с базой данных технологических параметров.
Все изменения в БД технологических параметров хранятся в специальном архиве и автоматически учитываются при анализе архивных данных.
Каждая запись содержит следующие атрибуты:
дата и время;
идентификатор параметра, расчетного сигнала или события;
наименование параметра, сигнала или существо события;
значение параметра;
единицы измерения для аналоговых параметров;
качество параметра (достоверный/недостоверный, повторное значение, неправильное время).
Функция представления данных
Назначение функции “Представление данных” – отображение всех параметров энергоблока, состояния его систем и оборудования в предусмотренных проектом режимах.
Для улучшения эргономических характеристик формата соблюдаются следующие требования:
максимальная наглядность представления;
оптимизация объема одновременно отображаемых на формате данных;
увеличение степени обобщения данных по мере перехода к форматам более высокого уровня;
применение единой системы кодирования во всей системе (форма, цвет, звук);
использование иерархической структуры информации, обеспечивающей удобство перемещения по форматам и поиска необходимой информации.
В ИВС предусмотрены следующие виды представления информации:
технологические форматы;
диагностические форматы;
сообщения, сигнализации;
символьные таблицы;
временные зависимости переменных Х = f (t);
представление информации по расчетным функциям и функциям анализа состояния ТОУ.
|
